Ações e Segurança das Estruturas_UniFOA_Slides_1a AVD

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SEGURANÇA 
NBR 8681 
NBR 6120 
NBR 6123 
PRÉ-DIMENS. 
MODELOS 
ANÁLISE 
AÇÕES E 
SEGURANÇA 
DAS 
ESTRUTURAS 
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL 
7º. Período - 2014 
Prof. M. Sc. Fernando Ottoboni Pinho 
SEGURANÇA 
NBR 8681 
NBR 6120 
NBR 6123 
PRÉ-DIMENS. 
MODELOS 
ANÁLISE 
AÇÕES E SEGURANÇA DAS ESTRUTURAS 
Ementa da disciplina 
Introdução, Método dos estados limites, Levantamento de ações, 
Ações de vento em edificações, Combinações de ações, Pré-
dimensionamento de elementos estruturais, Modelos estruturais e 
Estabilidade das construções. 
 
Carga horária  40 horas (2 aulas/semana) 
 
Bibliografia básica: 
ABNT NBR 8681 – Ações e segurança das estruturas 
ABNT NBR 6120 – Cargas para o cálculo de edificações 
ABNT NBR 6123 – Forças devidas ao vento 
 
Bibliografia complementar: 
Edifícios de Múltiplos Andares em Aço – Ed. PINI 
Edifícios Industriais em Aço – Ed. PINI 
SEGURANÇA 
NBR 8681 
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NBR 6123 
PRÉ-DIMENS. 
MODELOS 
ANÁLISE 
AÇÕES E SEGURANÇA DAS ESTRUTURAS 
Capítulo 1 – SEGURANÇA DAS ESTRUTURAS 
1.1- Normas estruturais 
1.2- Segurança e filosofias de projeto 
 
Capítulo 2 – ABNT NBR 8681 – AÇÕES E SEGURANÇA NAS ESTRUTURAS 
2.1- Identificação e objetivo 
2.2- Estados limites últimos 
2.3- Estados limites de serviço 
2.4- Ações permanentes e variáveis 
2.5- Coeficientes de ponderação 
2.6- Combinações de ações e serviço 
2.7- Verificação da segurança 
 
Capítulo 3 – ABNT NBR 6120 – CARGAS PARA CÁLCULO DE EDIFICAÇÕES 
3.1- Identificação e objetivo 
3.2- Carga permanente 
3.3- Carga acidental 
3.4- Condições peculiares 
 
Capítulo 4 – ABNT NBR 6123 – FORÇAS DEVIDAS AO VENTO 
4.1- Identificação e objetivo 
4.2- Procedimento para o cálculo das forças devidas aos ventos 
4.3- Velocidade característica do vento 
4.4- Coeficientes aerodinâmicos para edificações 
4.5- Coeficientes de forças 
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PRÉ-DIMENS. 
MODELOS 
ANÁLISE 
AÇÕES E SEGURANÇA DAS ESTRUTURAS 
Capítulo 5 – PRÉ-DIMENSIONAMENTO DE ELEMENTOS ESTRUTURAIS 
5.1- Dimensionamento de lajes 
5.2- Dimensionamento de vigas 
5.3- Dimensionamento de pilares 
 
Capítulo 6 – MODELOS ESTRUTURAIS 
6.1- Estruturas contraventadas 
6.2- Estruturas porticadas 
6.3- Estabilidade global de uma edificação 
6.4- Efeitos de segunda ordem 
 
Capítulo 7 – ANÁLISE COMPUTACIONAL DE ESTRUTURAS 
7.1- Programas de elementos isolados 
7.2- Programas computacionais 
7.3- Análise crítica dos resultados 
 
 
SEGURANÇA 
NBR 8681 
NBR 6120 
NBR 6123 
PRÉ-DIMENS. 
MODELOS 
ANÁLISE 
1.1- Normas estruturais 
1.2- Segurança e filosofias de projeto 
 
 
Capítulo 1 – Segurança das estruturas 
1 
SEGURANÇA 
NBR 8681 
NBR 6120 
NBR 6123 
PRÉ-DIMENS. 
MODELOS 
ANÁLISE 
1.1 - Normas estruturais 
As Normas são o resumo do resultado da experiência acumulada em cada 
área de conhecimento e devem estar em contínuo aperfeiçoamento. O seu 
emprego garante ao projetista um projeto seguro e econômico. 
 
 
 
 
 
 
Podemos empregar normas nacionais e estrangeiras, devendo-se 
entretando tomar muito cuidado para não misturar recomendações de 
diferentes normas. 
 
Algumas normas aplicáveis para a construção com Estruturas Metálicas: 
 
 
NBR 6120:1980 – Cargas para o cálculo de estruturas de edifícios 
NBR 6123:1988 – Forças devidas aos ventos em edificações 
NBR 8800:2008 – Projeto de estruturas de aço e de estruturas mistas de edifícios 
NBR 8681:2003 – Ações e Segurança nas Estruturas 
PROJETO 
SEGURO E 
ECONÔMICO 
SEGURANÇA 
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PRÉ-DIMENS. 
MODELOS 
ANÁLISE 
m
u
d
R
R


SS fd .



m
i
ifi
m
u S
R
1
.

dd SR 
1.2 - Segurança 
As estruturas e os elementos estruturais devem ter resistência 
adequada, bem como rigidez e dureza para permitir funcionalidade 
adequada durante a vida útil da estrutura. 
 
- O projeto deve prover ainda alguma reserva de resistência, acima das 
que seriam necessárias para resistir às cargas de serviço; ou seja, a 
estrutura deve prever a possibilidade de um excesso de carga. 
 
- Além disto deve-se fazer uma provisão para a possibilidade de uma 
redução da resistência. 
 
Para uma segurança estrutural adequada, devem ser feitas provisões 
para ambos os efeitos: um excesso de carga e uma menor 
resistência. 
SEGURANÇA 
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PRÉ-DIMENS. 
MODELOS 
ANÁLISE 
 PROJETO PELOS FATORES DE CARGA& RESISTÊNCIA 
 (LRFD “Load & Resistance Factor Design”) 
fazendo 
ou 
 PROJETO PELA RESISTÊNCIA ADMISSÍVEL 
 (ASD “Alowable Strengh Design”) 



m
i
ifi
m
u S
R
1
.




m
i
if
m
S
R
1
.




m
i
i
fm
S
R
1. FSfm  . 


m
i
iS
FS
R
1
10,1m
40,1f



m
i
iS
R
154,1
 o AISC adota 1,50 
 Fator resistência 
 médio 
 Fator para ações 
 agrupadas 



m
i
iSR
1
.6,0
ou 
Nota  Esta equação do ASD, considerando as restrições acima, atende aos requisitos da ABNT 
NBR 8681 e poderá ser empregada para um pré-dimensionamento rápido ou ainda quando só temos 
a carga total e não se conhece todas as suas parcelas e será muito mais adequada do que tentar 
estimar uma mistura de cargas para aplicar o LRFD. 
1.2 - Filosofias de projeto 
SEGURANÇA 
NBR 8681 
NBR 6120 
NBR 6123 
PRÉ-DIMENS. 
MODELOS 
ANÁLISE 
2.1- Identificação e objetivo 
2.2- Estados limites últimos 
2.3- Estados limites de serviço 
2.4- Ações permanentes e variáveis 
2.5- Coeficientes de ponderação e de combinação 
2.6- Combinações de ações e de serviço 
2.7- Verificação da Segurança 
Capítulo 2 – ABNT NBR 8681:2003 
2 
SEGURANÇA 
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PRÉ-DIMENS. 
MODELOS 
ANÁLISE 
2.1 – Identificação 
SEGURANÇA 
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PRÉ-DIMENS. 
MODELOS 
ANÁLISE 
1.1 Esta Norma fixa os requisitos exigíveis na 
verificação da segurança das estruturas usuais da 
construção civil e estabelece as definições e os 
critérios de quantificação das ações e das resistências 
a serem consideradas no projeto das estruturas de 
edificações, quaisquer que sejam sua classe e 
destino, salvo os casos previstos em Normas 
Brasileiras específicas. 
 
1.2 Os critérios de verificação da segurança e os de 
quantificação das ações adotados nesta Norma são 
aplicáveis às estruturas e às peças estruturais 
construídas com quaisquer dos materiais usualmente 
empregados na construção civil. 
2.1 – Objetivo 
SEGURANÇA 
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PRÉ-DIMENS. 
MODELOS 
ANÁLISE 
3.1 estados limites de uma estrutura: Estados a partir 
dos quais a estrutura apresenta desempenho 
inadequado às finalidades da construção. 
 
3.2 estados limites últimos: Estados que, pela sua 
simples ocorrência, determinam a paralisação, no 
todo ou em parte, do uso da construção. 
 
No projeto, usualmente devem ser considerados os estados 
limites últimos caracterizados por: 
 
a) perda de equilíbrio, global ou parcial, admitida a estrutura 
 como um corpo rígido; 
b) ruptura ou deformação plástica excessiva dos materiais; 
c) transformação da estrutura, no todo ou em parte, em sistema 
 hipostático; 
d) instabilidade por deformação; 
e) instabilidade dinâmica. 
2.2 – Estados limites últimos 
SEGURANÇA 
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PRÉ-DIMENS. 
MODELOS 
ANÁLISE 
2.2 – Estados limites últimos 
Resistência última 
 
Coeficiente de. 
ponderação da 
resistência 
Combinaçãocrítica do 
somatório das 
cargas de 
fatoradas 



m
i
ifi
m
u S
R
1
.

Tu RR 
Cu RR 
Mu RR 
 Flexão 
 Compressão 
Vu RR 
 Cisalhamento 
Exemplo de combinação 
 
gf1.CP + gf2.CA 
 
10,1m
35,1m
10,1m
10,1m
Coeficiente de ponderação das ações 
 Tração 
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PRÉ-DIMENS. 
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ANÁLISE 
ELEMENTOS TRACIONADOS ou TIRANTES – Tem como solicitação a 
tração axial “T”, e comportamento similar ao do corpo de prova de um 
ensaio de tração. Ocorrem normalmente nas cordas e diagonais de 
treliças, nos contraventamentos, etc. A expressão da segurança 
estrutural para os elementos tracionados será: 
 
 
ELEMENTOS COMPRIMIDOS ou PILARES – Tem como solicitação a 
compressão axial “C”, e ocorrem nas cordas e diagonais de treliças, e nos 
pilares dos edifícios. A expressão da segurança estrutural para os 
elementos comprimidos será: 
 
 
 
ELEMENTOS FLETIDOS ou VIGAS – Tem como solicitação o momento 
fletor “M” e o esforço cortante “V”, e ocorre nas vigas dos edifícios. As 
expressões da segurança estrutural para os elementos fletidos serão: 



m
i
ifi
a
T T
R
1
.




m
i
ifi
a
C C
R
1
.




m
i
ifi
a
M M
R
1
.
 


m
i
ifi
a
V V
R
1
.

2.2 – Estados limites últimos 
SEGURANÇA 
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MODELOS 
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3.3 estados limites de serviço: Estados que, por sua 
ocorrência, repetição ou duração, causam efeitos 
estruturais que não respeitam as condições 
especificadas para o uso normal da construção, ou 
que são indícios de comprometimento da durabilidade 
da estrutura. 
 
No período de vida da estrutura, usualmente são considerados 
estados limites de serviço caracterizados por: 
 
a) danos ligeiros ou localizados, que comprometam o aspecto 
 estético da construção ou a durabilidade da estrutura; 
b) deformações excessivas que afetem a utilização normal da 
 construção ou seu aspecto estético; 
c) vibração excessiva ou desconfortável. 
 
2.3 – Estados limites de serviço 
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Os estados limites de serviço decorrem de ações cujas 
combinações podem ter três diferentes ordens de grandeza de 
permanência na estrutura: 
 
a) combinações quase permanentes: combinações que podem 
atuar durante grande parte do período de vida da 
estrutura, da ordem da metade deste período; 
 
b) combinações freqüentes: combinações que se repetem muitas 
vezes durante o período de vida da estrutura, da 
ordem de 105 vezes em 50 anos, ou que tenham duração total 
igual a uma parte não desprezível desse período, da 
ordem de 5%; 
 
c) combinações raras: combinações que podem atuar no 
máximo algumas horas durante o período de vida da 
estrutura. 
2.3 – Estados limites de serviço 
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MODELOS 
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2.4 – Ações permanentes 
Para o estabelecimento das regras de combinação das ações, 
estas são classificadas segundo sua variabilidade no tempo em 
três categorias: 
a) ações permanentes; 
b) ações variáveis; 
c) ações excepcionais. 
 
4.2.1.1 Ações permanentes 
Consideram-se como ações permanentes: 
 
a) ações permanentes diretas: os pesos próprios dos elementos 
da construção, incluindo-se o peso próprio da estrutura e de 
todos os elementos construtivos permanentes, os pesos dos 
equipamentos fixos e os empuxos devidos ao peso próprio 
de terras não removíveis e de outras ações permanentes 
sobre elas aplicadas; 
b) ações permanentes indiretas: a protensão, os recalques de 
apoio e a retração dos materiais. 
 
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MODELOS 
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2.4 – Ações variáveis 
4.2.1.2 Ações variáveis: Consideram-se como ações variáveis as 
cargas acidentais das construções, bem como efeitos, tais como 
forças de frenação, de impacto e centrífugas, os efeitos do 
vento, das variações de temperatura, do atrito nos aparelhos de 
apoio e, em geral, as pressões hidrostáticas e hidrodinâmicas. 
Em função de sua probabilidade de ocorrência durante a vida da 
construção, as ações variáveis são classificadas em normais ou 
especiais: 
 
a) ações variáveis normais: ações variáveis com probabilidade de 
ocorrência suficientemente grande para que sejam 
obrigatoriamente consideradas no projeto das estruturas de um 
dado tipo de construção; 
b) ações variáveis especiais: nas estruturas em que devam ser 
consideradas certas ações especiais, como ações sísmicas ou 
cargas acidentais de natureza ou de intensidade especiais, elas 
também devem ser admitidas como ações variáveis. As 
combinações de ações em que comparecem ações especiais 
devem ser especificamente definidas para as situações especiais 
consideradas. 
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MODELOS 
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2.5 – Coeficientes de ponderação 
4.2.3.1 Coeficientes de ponderação para os estados limites 
últimos 
Quando se consideram estados limites últimos, os valores dos 
coeficientes de ponderação das ações são os indicados em 5.1.3, 
para cada uma das combinações últimas que podem ser 
consideradas no projeto. 



n
j
QjjqjQq
m
i
Gigid FFFF
2
011
1
)..(.).( 
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MODELOS 
ANÁLISE 
Coeficientes de ponderação das ações permanentes (f) 
2.5 – Coeficientes de ponderação 
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MODELOS 
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Coeficientes de ponderação das ações variáveis (f) 
2.5 – Coeficientes de ponderação 
SEGURANÇA 
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MODELOS 
ANÁLISE 
Fatores de combinação e de redução e 
0 1 2
2.5 – Coeficientes de combinação 
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MODELOS 
ANÁLISE 



n
j
QjjqjQq
m
i
Gigid FFFS
2
011
1
)..(.).( 



n
j
QjefjqjQq
m
i
Gigid FFFS
2
,011
1
)..(.).( 



n
j
QjefjqjQq
m
i
Gigid FFFS
2
,011
1
)..(.).( 



n
j
QjefjqjQexc
m
i
Gigid FFFS
1
,0
1
)..().( 
Combinações últimas normais – decorrem do uso previsto para a 
edificação; 
Combinações últimas especiais – decorrem da atuação de ações 
variáveis de natureza ou intensidade especial; 
Combinações últimas de construção – decorrem de estados 
limites últimos já na fase da construção; 
Combinações últimas excepcionais - decorrem da atuação de 
ações excepcionais que podem provocar efeitos catastróficos. 
2.6 – Combinação de ações 
SEGURANÇA 
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PRÉ-DIMENS. 
MODELOS 
ANÁLISE 
Em um edifício de múltiplos andares comercial de escritórios, no mínimo 
as seguintes as combinações últimas de normais de ações devem ser 
investigadas: 
 
Combinação 1  gf1.CP1 + gf2.CP2 + gf3.CP3 
Combinação 2  gf1.CP1 + gf2.CP2 + gf3.CP3 + gf4.CA 
Combinação 3  gf1.CP1 + gf2.CP2 + gf3.CP3 + gf4.CA + gf5 x ѱ01.CV 
Combinação 4  gf1.CP1 + gf2.CP2 + gf3.CP3 + gf5.CV + gf4 x ѱ02.CA 
 ifi S.
2.6 – Combinação de ações 
SEGURANÇA 
NBR 8681 
NBR 6120 
NBR 6123 
PRÉ-DIMENS. 
MODELOS 
ANÁLISE 
 
 

m
i
n
j
QjjGiser FFS
1 1
2 ).(
 
 

m
i
n
j
QjjQGiser FFFS
1 2
211 ).(. 
 
 

m
i
n
j
QjjQGiser FFFS
1 2
11 ).(
Combinaçõesquase permanentes – 
podem atuar durante grande parte da 
vida da estrutura, aprox. a metade e são 
Combinações freqüentes – se 
repetem muitas vezes durante a 
vida da estrutura, aprox. 5% e 
são utilizadas para os estados 
Combinações raras – podem 
atuar no máximo em algumas horas 
durante a vida da estrutura e são 
utilizadas para os estados limites 
utilizadas para a aparência da construção e efeitos de longa duração; 
limites reversíveis ou que não causam danos permanentes à estrutura 
ou outros componentes da construção, como conforto dos usuários, 
tais como vibrações excessivas e fissuras; 
irreversíveis ou que causam danos permanentes à estrutura ou outros 
componentes da construção, como o funcionamento adequado da 
estrutura, fissuras e danos aos fechamentos. 
2.6 – Combinação de serviço 
SEGURANÇA 
NBR 8681 
NBR 6120 
NBR 6123 
PRÉ-DIMENS. 
MODELOS 
ANÁLISE 
Em edifício de múltiplos andares comercial ou residencial, no mínimo as 
seguintes as combinações de serviço devem ser investigadas: 
 
Combinação 1 (quase permanente - aparência)  CP + 0,4.CA 
Combinação 2 (frequente – não causam danos)  CP + 0,6.CA 
Combinação 3 (frequente – não causam danos)  CP + 0,4.CA + 0,3.CV 
Combinação 4 (rara – causam danos)  CP + CA 
Combinação 5 (rara – causam danos)  CP + CA + 0,3.CV 
Combinação 6 (rara – causam danos)  CP + 0,6.CA + CV 
 
Exemplo para vigas de piso “Aparência”  L/350 
Exemplo para vigas de piso “Não causam danos”  L/300 
Exemplo para vigas de piso “Causam danos”  L/250 
 iS
2.6 – Combinação de serviço 
SEGURANÇA 
NBR 8681 
NBR 6120 
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PRÉ-DIMENS. 
MODELOS 
ANÁLISE 
3.1- Identificação e objetivo 
3.2- Carga permanente 
3.3- Carga acidental 
3.4- Condições peculiares 
 
 
Capítulo 3 – ABNT NBR 6120:1980 
3 
SEGURANÇA 
NBR 8681 
NBR 6120 
NBR 6123 
PRÉ-DIMENS. 
MODELOS 
ANÁLISE 
31 – Identificação 
SEGURANÇA 
NBR 8681 
NBR 6120 
NBR 6123 
PRÉ-DIMENS. 
MODELOS 
ANÁLISE 
3.2 – Carga permanente 
SEGURANÇA 
NBR 8681 
NBR 6120 
NBR 6123 
PRÉ-DIMENS. 
MODELOS 
ANÁLISE 
3.2 – Carga permanente 
SEGURANÇA 
NBR 8681 
NBR 6120 
NBR 6123 
PRÉ-DIMENS. 
MODELOS 
ANÁLISE 
3.2 – Carga acidental 
SEGURANÇA 
NBR 8681 
NBR 6120 
NBR 6123 
PRÉ-DIMENS. 
MODELOS 
ANÁLISE 
3.2 – Carga acidental 
SEGURANÇA 
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NBR 6120 
NBR 6123 
PRÉ-DIMENS. 
MODELOS 
ANÁLISE 
3.2 – Carga acidental 
SEGURANÇA 
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NBR 6120 
NBR 6123 
PRÉ-DIMENS. 
MODELOS 
ANÁLISE 
3.2 – Carga acidental 
SEGURANÇA 
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NBR 6120 
NBR 6123 
PRÉ-DIMENS. 
MODELOS 
ANÁLISE 
3.2 – Carga acidental